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一、 概述

油田開采出的原油都伴有水,，這些水中都溶解有NaCl,、CaCl₂、MgCl₂等鹽類,。雖然我國油田也普遍采用了脫鹽脫水工藝及其裝置,，但由于種種原因,，油田輸送到煉油廠的原油含水（鹽）量往往波動(dòng)較大，常超出歐美各國規(guī)定進(jìn)煉油廠的原油含鹽不大于50mg/L,，含水不大于0.5﹪的指標(biāo),。

原油含水多增加了煉制過程中熱能消耗，而原油中的鹽類一般也是溶解在原油所含的水中,，有時(shí)也會(huì)有部分以微粒狀態(tài)懸浮于原油中,。這些鹽類的存在，在加工過程中危害較大,，主要表現(xiàn)在：

（一）,、在換熱器和加熱爐中，隨著水份的蒸發(fā),，鹽類沉積在管壁上形成鹽垢,，降低傳熱效率，增加動(dòng)壓降,，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)氯苈?，造成停工事故?span lang="EN-US">

（二）、造成設(shè)備腐蝕,，CaCl₂,、MgCl₂能水解生成具有強(qiáng)腐蝕性的HCl，尤其是在低溫設(shè)備部分由于水的存在而形成鹽酸時(shí)更為嚴(yán)重,。

（三）、原油中的鹽類大多殘留在渣油和重餾分中,，這將直接影響某類相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量,。

   為此，提高原油深度脫鹽的脫凈率,，是世界各國石油加工業(yè)的研究課題,。為提高我國煉油廠深度脫鹽水平，我廠在石油化工科學(xué)研究院的支持下,，研制出JDY-1動(dòng)態(tài)脫鹽裝置,。該裝置能在實(shí)驗(yàn)室模擬電脫鹽工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，較快地找出適合不同原油的*工藝參數(shù),，選擇破乳劑的種類和加劑量,，客觀評(píng)價(jià)不同工藝條件下的電脫鹽效果，是科研部門理想的實(shí)驗(yàn)裝置,，也是石油加工業(yè)理想的產(chǎn)前試驗(yàn)裝置,。

二、 電脫水基本原理

    自美國加利福利亞大學(xué)的科研人員發(fā)現(xiàn)電場(chǎng)可以使油包水乳化液破乳,，使水滴聚結(jié)并從油相沉降以來,，現(xiàn)代脫鹽脫水技術(shù)均采用了物理凝聚與分離相結(jié)合的方法，即以施加高壓靜電場(chǎng)，加破乳劑,，加熱和注水等一系列綜合措施,，達(dá)到脫凈原油中水和可溶性鹽的目的。

   （一）,、油水兩相的自由沉降分離

原油和水兩相的密度差是沉降分離的推動(dòng)力,，而分散介質(zhì)的粘度則是阻力。油和水這兩個(gè)互不相溶的液體的沉降分離,，基本上符合球形粒子在靜止流體中自由沉降的斯托克斯定律,。

­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­           D²（P₁-P₂）

Wc = -------------·g

18VP₂

式中： Wc   水滴沉降速度， m/s

       D    水滴直徑       m

       P₁;P₂  水 油的 密度    kg/m3

       V     油的運(yùn)動(dòng)粘度     m2/s

      g     重力加速度      m/s2

上公式只適用于兩相的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度屬于層流區(qū)的情況,，對(duì)于直徑太小的水滴,，此式不適用。兩相間的密度差增大和分散介質(zhì)的粘度減小,，都有利于加速沉降分離,。而這兩個(gè)因素主要與原油的特性及其溫度有關(guān)。由上式還可以看到水滴的沉降速度與水滴直徑的平方成正比,，所以增大水滴直徑,，可以顯著加快它的沉降速度。因此在原油脫水過程中,，重要的問題是促進(jìn)水滴的聚結(jié),，使水滴直徑增大。

（二）,、破乳劑對(duì)脫水的作用

    乳狀液是兩種或多種以上不互溶或不*互溶的液體所形成的分散物系,。乳狀液一般是不穩(wěn)定的，就必須有乳化劑存在,。乳化劑是表面活性物質(zhì),，它能降低多種液相界面上的表面張力。不同性質(zhì)的乳化劑可以使乳狀液成為水包油型或油包水型,。原油一般都是油包水型的乳狀液,，即水相以微滴形式分散于連續(xù)的油相中并為原油所含的天然乳化劑（如環(huán)烷酸、膠質(zhì),、瀝青等）所穩(wěn)定,。為打破這種穩(wěn)定狀態(tài)，以便進(jìn)行油水分相的自由沉降分離,，就必須加入適當(dāng)?shù)钠迫閯?。破乳劑本身也是一種表面活性物質(zhì)。但它的性質(zhì)是和乳化劑截然相反的,，是一種水包油型的表面活性劑,。破乳劑的破乳作用是在油水界面進(jìn)行的,，它能迅速濃集于界面，并與乳化劑競(jìng)爭,，從而奪取其界面的位置而被吸附,。這樣，原有的比較牢固的吸附膜就被減弱甚至破壞,，小水滴也就比較容易絮凝和聚結(jié),，進(jìn)而沉降切出。目前國內(nèi)外尚無廣譜效力破乳劑可供工業(yè)通用,，因而對(duì)每一種原油而言,，均需要通過具體的實(shí)驗(yàn)評(píng)選才能找出一種或幾種有針對(duì)性的有效破乳劑型號(hào)。

（三）電場(chǎng)脫水的作用

采用高壓靜電場(chǎng)對(duì)原油進(jìn)行破乳以提高脫水鹽效果,，這已被國內(nèi)外普遍所采用,。乳狀液中的微小水滴無論是在交流或直流電場(chǎng)中，都能由于感應(yīng)使微滴的兩端帶上不同極性的電荷產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極,，接觸電極還會(huì)帶上靜電荷,，從而在水滴與水滴之間，水滴與電極之間產(chǎn)生靜電力,，這種靜電力能導(dǎo)致微滴聚結(jié),，亦稱為聚結(jié)力，同樣大小的球形水滴之間的聚結(jié)力F,，可根據(jù)均勻電場(chǎng)兩個(gè)介質(zhì)球之間的作用力用下式表述：

               6KE²r⁶              r   ⁴

F=——————=6KE²r²（——）

                l⁴                l

         式中:  k     原油和水的介電系數(shù)決定的常數(shù)

                E     電場(chǎng)強(qiáng)度

                R     水滴的半徑

                I     兩水滴中心距

上式表明,，r/l是影響聚結(jié)力的zui重要的因素，當(dāng)水滴直徑增大或水滴間距離縮小時(shí),，聚結(jié)力急劇增大,。聚結(jié)力F與E²成正比。在一定范圍內(nèi),，隨著E的增強(qiáng),，原油中水滴加速聚結(jié),。當(dāng)E小于某一臨界數(shù)值時(shí),，微小水滴的聚結(jié)力就會(huì)降低，然而當(dāng)超過臨界電分散場(chǎng)強(qiáng)后,，電場(chǎng)反而會(huì)使小水滴產(chǎn)生分散作用,，此時(shí)不僅消減了水滴中的聚結(jié)力，還將增加電耗,，這在本裝置的實(shí)驗(yàn)中及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作中都是不可忽視的,。

    （四）、操作溫度時(shí)脫水的影響

    一般認(rèn)為,，只要系統(tǒng)處于液相,，溫度高些對(duì)脫水有利,，此時(shí)，原油的粘度降低,，對(duì)水滴運(yùn)動(dòng)和沉降的阻力減小,，水滴運(yùn)動(dòng)的速度增加。同時(shí),，油水界面的張力降低,，水滴熱澎脹使乳化膜強(qiáng)度減弱。某些乳化劑的溶解性在高溫下才提高,，所以較高的溫度也能促使乳化劑穩(wěn)定性降低,，加快原油破乳的速度。但另一方面,，隨著溫度的提高,，原油的導(dǎo)電率也隨著升高，當(dāng)溫度太大時(shí)導(dǎo)電率急劇增大,，電耗增加,，且氯化鎂和氯化鈣開始水解也不利于脫水。在高溫下往往又會(huì)出現(xiàn)水在油相中,，油在水相中溶解度增加的傾向,，因而對(duì)溫度條件應(yīng)適當(dāng)?shù)靥岢錾舷蓿瑓⒄瘴覈糠钟吞镌吞幚淼奈墨I(xiàn)資料,，*的操作溫度應(yīng)根據(jù)原油的性質(zhì)來優(yōu)選,。

三．動(dòng)態(tài)脫水裝置的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

（一）、JDY-1動(dòng)態(tài)脫水裝置采用基本二級(jí)電脫水結(jié)構(gòu),，可實(shí)現(xiàn)單路一級(jí)脫或雙路并用一級(jí)脫,，三種工作模式可供選擇。   

（二）,、每級(jí)進(jìn)入脫罐的原油與加注的水和破乳劑均預(yù)*入我廠自行設(shè)計(jì)的高剪切混合器混合,，并可在線取樣觀察分析混合效果。

    （三）,、可進(jìn)行在線腐蝕性能的試驗(yàn),。

（四）、電氣部分采用儀表控制,，自動(dòng)化程度較高,。可自動(dòng)測(cè)量調(diào)節(jié)各控溫點(diǎn)的溫度,，通過調(diào)節(jié)儀,、壓力傳感器、電氣轉(zhuǎn)換器,、背壓閥等構(gòu)成閉環(huán)的原油接受系統(tǒng),，能依據(jù)系統(tǒng)壓力變化情況,，自動(dòng)調(diào)節(jié)處理原油排出的速率，從而達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)的壓力平穩(wěn),。高壓電場(chǎng)采用無源器件實(shí)現(xiàn)手動(dòng)無級(jí)調(diào)節(jié),，高壓系統(tǒng)采用短路狀況改變后能立即恢復(fù)高壓電場(chǎng)的輸出。當(dāng)溫度,、壓力,、電場(chǎng)任一參數(shù)超出預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值，則整機(jī)停止運(yùn)行予以保護(hù),，并提供聲光報(bào)警,。從而極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的安全性、可靠性,。

（五）,、按用戶要求可選擇由計(jì)算機(jī)控制，屏幕摸擬顯示動(dòng)態(tài)過程及各項(xiàng)參數(shù),，同時(shí)還可直接在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)有關(guān)參數(shù),。

四．主要技術(shù)指標(biāo)

    （一）、電源：380V±10%   三相四線

    （二）,、額定功率：≤18KW

    （三）,、一、二級(jí)脫罐容積：5L

    （四）,、原油zui大處理量：10L/h

    （五）,、電場(chǎng)強(qiáng)度：0～2100V/cm

    （六）、系統(tǒng)承載壓力：≤2Mpa

廠    址:江蘇姜堰市*創(chuàng)業(yè)中心       

郵    編:225500

電    話:             

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